亚稳态橄榄石对俯冲带负浮力的影响及其动力学意义

利用有限元方法,计算了不同俯冲速度及热传导系数俯冲岩石层的负浮力.在h-lt;400km和h-gt;740km的深度范围,低温高密俯冲带的负浮力随深度单调增加.因为尖晶石相到后尖晶石相的相变有负的克兰帕龙斜率,俯冲带冷的物质在660km间断面以下不到100km的深度范围内仍以低密度的低压物质相存在.所以在该深度范围,俯冲带受到了周围地幔阻止其插入下地幔的浮力作用.在400km-lt;h-lt;660km深度范围,由于受橄榄石相变的影响,不同计算模型负浮力随深度的变化有明显的不同.对于可能的相变动力学模型,亚稳态橄榄石的存在使负浮力随深度的增加值减小.其作用是不利于俯冲带直接穿透660km间断面,并引起该深度范围俯冲带沿俯冲方向压应力分布的变化.     

密度盐标和浮力盐度计

海水所含盐量标志海水浓度,通常以盐度表示,现代“盐度”单位已由专一海洋学领域扩展到盐化工、水产养殖、生态网络调查等学科中,并已产生了重要影响.历史上,盐度的定义和测定方法几经变革[1,2],人们一直在深化自己的认识,探索盐度的实质,笔者在科研实践中认识到:现行国际“实用盐标”及先前“氯度盐标”,应用于保守性质海水样品准确,而应用于非保守性质样品时不准确,其表现特征是两盐度测定值均偏离样品绝对盐度S_A,且无重复性.     

导管架下水过程中浮力及浮心精确计算

在导管架下水运动过程中,其组成杆元相对于海平面的位置复杂多样。在导管架下水参数计算和仿真时,为了计算导管架的浮力和浮心,经常采用估算的方法,由于误差比较大而影响了计算和仿真的精度。分析了导管架下水运动过程中杆元的各种状态,用解析的方法推导出导管架下水运动过程中的浮力和浮心的精确计算公式,提高了导管架下水参数计算及其模拟的精度。     

非常规油气藏的形成及其分布特征*

非常规油气领域是目前油气勘探和开发的热点领域, 也是石油工业的发展趋向, 非常规油气的成藏研究对非常规油气勘探具有重要指导意义。非常规油气与常规油气成藏的最本质区别在于非常规油气是非浮力驱动聚集, 这主要是由于致密储集层中微纳米级孔隙发育导致毛细管阻力较大, 同时缺乏提供强大浮力的有利条件。根据烃源岩演化与非常规油气成藏的关系, 将非常规油气资源分为油页岩、页岩油、致密油、页岩气、致密气和煤层气6种类型。油页岩、页岩油、煤层气和页岩气的源储组合特征都是“源储一体”, 而致密油气源储组合有2种类型：一种是源储叠置的临源型致密油气, 另一种是与常规油气藏类似的源储不相临、但距离不远的近源型致密油气。成藏动力学上的差异使非常规油气藏在地质上表现为大面积分布、局部富集、油气赋存具有明显的“滞留”或短距运移特征、没有明显的圈闭边界和无统一的油水界面等特点。     

深厚淤泥爆破挤淤堤坝沉降计算与分析

爆破挤淤技术在海洋围垦和潮汐电站等工程堤坝建设中发挥着重要作用,随着海洋工程的不断推进,堤坝修建需要处理淤泥(软基)厚度在逐渐加深,在超过12 m的深厚淤泥中往往采用“悬浮式”堤坝结构,对该种堤坝结构开展沉降计算与分析有着重要的意义和应用价值。以惠州港兴盛油库护岸工程为工程实例,分别采用传统沉降计算方法、基于多孔介质渗透理论的考虑浮力作用沉降计算方法及数值模拟方法,对其爆破挤淤形成的“悬浮式”堤坝开展沉降计算,并与实际监测结果对比验证,分析几种沉降计算方法的适用性和合理性。研究表明,传统沉降计算方法得到的沉降值比实际监测值明显偏大,不适合于“悬浮式”堤坝沉降计算;考虑浮力作用方法和数值模拟方法的计算结果较为接近实际监测值,可用于“悬浮式”堤坝沉降计算。     

Effects of buoyancy and mechanical layering on collisional deformation of continental lithosphere: Results from physical modeling

We use two suites of lithospheric-scale physical experiments to investigate the manner in which deformation of the continental lithosphere is affected by both (1) variations of lithospheric density (quantified by the net buoyant mass per area in the lithospheric mantle layer, M_B), and (2) the degree of coupling between the crust and lithospheric mantle (characterized by a modified Ampferer ratio, Am). The dynamics of the experiments can be characterized with a Rayleigh–Taylor type ratio, _CLM. Models with a positively buoyant lithospheric mantle layer (M_B > 0 and _CLM > 0) result in distributed root formation and a wide deformation belt. In contrast, models with a negatively buoyant lithospheric mantle layer strongly coupled to the crust (M_B < 0, 0 > _CLM > ≈ − 0.2, and Am > ≈ 10^{− 3}) exhibit localized roots and narrow deformation belts. Syncollisional delamination of the model lithospheric mantle layer and a wide deformation belt is exhibited in models with negatively buoyant lithospheric mantle layers weakly coupled to the crust (M_B < 0, _CLM < 0, and Am < ≈ 10^{− 3}). Syncollisional delamination of the continental lithosphere may initiate due to buoyancy contrasts within the continental plate, instead of resulting from wedging by the opposing plate. Rayleigh–Taylor instabilities dominate the style of deformation in models with a negatively buoyant lithospheric mantle layer strongly coupled to the crust and a slow convergence rate (M_B < 0 and _CLM > ≈ − 0.2). The degree of coupling (Am) between the model crust and lithospheric mantle plays a lesser role in both the style of lower-lithospheric deformation and the width of the crustal deformed zone with increasing density of the lithospheric mantle layer.